本發(fā)明涉及一種先導(dǎo)式溢流閥，尤其是涉及一種基于磁流變效應(yīng)的先導(dǎo)式溢流閥。
背景技術(shù)：
液壓執(zhí)行系統(tǒng)不僅廣泛用于民用機(jī)械加工、車輛和建筑行業(yè)，而在航天、航空以及軍工產(chǎn)品中也得到了廣泛的應(yīng)用。液壓控制閥作為液壓執(zhí)行器的核心控制單元之一，一直直接影響到液壓執(zhí)行器的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性以及其工作可靠性。傳統(tǒng)的液壓控制閥內(nèi)部由于存在較多的活動(dòng)機(jī)械部件，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、加工要求高、容易磨損、成本高，而且還存在不易控制、響應(yīng)慢、工作噪聲大、工作可靠性不高等問題。因此尋求一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、易于控制、響應(yīng)快的液壓控制閥是液壓執(zhí)行器急于解決的問題。
磁流變液是由微米級(jí)鐵磁性顆粒、基液、添加劑組成。在零磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下，磁流變液表現(xiàn)為流動(dòng)性好，黏度低的New ton流體，當(dāng)有外加磁場(chǎng)的條件下，磁流變液瞬時(shí)(毫秒量級(jí))向高黏度、低流動(dòng)性的Bingham流體過渡。研究表明磁流變液的剪切屈服應(yīng)力可達(dá)到50-100KP，工作溫度范圍在-40℃-150℃之間，磁流變液的可逆循環(huán)變化次數(shù)大約為300萬次。
工作在剪切模式下，磁流變液的阻尼力可以用以下公式計(jì)算：
式中：η為和磁場(chǎng)強(qiáng)度無關(guān)的液體屈服后黏度(實(shí)測(cè)的屈服后剪切應(yīng)力的斜率)；v為流體的剪切應(yīng)變率；τy為磁致剪切屈服應(yīng)力；sgn(v)考慮到活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于磁流變效應(yīng)的先導(dǎo)式溢流閥。裝置主要用于精密液壓控制系統(tǒng)中對(duì)液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)，通過控制流入電磁線圈中電流的大小來調(diào)節(jié)磁流變液的剪切屈服應(yīng)力，進(jìn)而對(duì)能迫使導(dǎo)閥芯達(dá)到屈服的壓力進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、易于控制、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。
為了有效的實(shí)現(xiàn)如上所述的功能與特點(diǎn)，本發(fā)明是按如下方式來實(shí)現(xiàn)的：該裝置主要是由閥體，密封圈，磁流變液，隔離圈，導(dǎo)閥芯，電磁線圈，主閥芯，彈簧組成。閥體內(nèi)部開有兩個(gè)腔室，導(dǎo)閥芯與上腔室配合，并與上腔室左邊部分內(nèi)表面形成移動(dòng)副，主閥芯與下腔室配合，并與下腔室內(nèi)表面形成移動(dòng)副；導(dǎo)閥芯開有環(huán)槽，電磁線圈繞在此環(huán)槽中，導(dǎo)閥芯與上腔室右邊部分內(nèi)表面成間隙配合，磁流變液充滿于此間隙，并通過密封圈密封，通過隔離圈將磁流變液與電磁線圈隔離；主閥芯內(nèi)部中空，彈簧安裝在此空間，彈簧兩頭分別與閥體和主閥芯固定。
本發(fā)明所述的一種基于磁流變效應(yīng)的先導(dǎo)式溢流閥的積極效果在于：主要用于精密液壓控制系統(tǒng)中對(duì)液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)，通過控制流入電磁線圈中電流的大小來調(diào)節(jié)磁流變液的剪切屈服應(yīng)力，進(jìn)而對(duì)能迫使導(dǎo)閥芯達(dá)到屈服的壓力進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、易于控制、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種基于磁流變效應(yīng)的先導(dǎo)式溢流閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明一種基于磁流變效應(yīng)的先導(dǎo)式溢流閥，該裝置主要由閥體1、密封圈2、磁流變液3、隔離圈4、導(dǎo)閥芯5、電磁線圈6、主閥芯8、彈簧9組成。閥體1內(nèi)部開有兩個(gè)腔室，導(dǎo)閥芯5與上腔室配合，并與上腔室左邊部分內(nèi)表面形成移動(dòng)副，主閥芯8與下腔室配合，并與下腔室內(nèi)表面形成移動(dòng)副；導(dǎo)閥芯5開有環(huán)槽，電磁線圈6繞在此環(huán)槽中，導(dǎo)閥芯5與上腔室右邊部分內(nèi)表面成間隙配合，磁流變液3充滿于此間隙，并通過密封圈2密封，通過隔離圈4將磁流變液3與電磁線圈6隔離；主閥芯8內(nèi)部中空，彈簧9安裝在此空間，彈簧9兩頭分別與閥體1和主閥芯8固定。
電磁線圈6通有一定強(qiáng)度的電流，從而在閥體1、磁流變液3以及導(dǎo)閥芯5之間形成封閉的磁回路7，使得磁流變液3具有一定的剪切屈服應(yīng)力，當(dāng)油液通過如圖1箭頭所示的閥門入口流入，油液再通過如圖1箭頭所示的閥門出口流出的同時(shí)，有一小部分油液通過阻尼空c流出，從而對(duì)端面a產(chǎn)生一個(gè)液壓力，當(dāng)此液壓力小于能夠迫使導(dǎo)閥芯5產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的壓力時(shí)，導(dǎo)閥芯5保持靜止?fàn)顟B(tài)，油液不產(chǎn)生溢流，但當(dāng)入口處的油液流量增大，從而使得對(duì)端面a產(chǎn)生的液壓力大于能夠迫使導(dǎo)閥芯5產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的壓力時(shí)，推動(dòng)導(dǎo)閥芯5運(yùn)動(dòng)，油液從b口溢流。并且可以通過控制流入電磁線圈6中的電流的大小來控制磁流變液3的剪切屈服應(yīng)力，進(jìn)而控制能夠迫使導(dǎo)閥芯5產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的壓力，對(duì)其進(jìn)行無極調(diào)節(jié)。